현대로템이 만들었다고? 한국형발사체 누리호의 추진기관시스템 시험설비

지난 3월 25일, 한국형발사체(KSLV-II, 누리호)의 1단부의 최종 연소시험이 성공적으로 마무리되었습니다. 추력 75톤급 액체엔진 4기를 묶은(Clustering) 1단부는 엔진이 모두 정확하게 동시 점화되어야 하는 만큼, 누리호 추진기관 개발 단계 중 가장 난이도가 높았던 것으로 알려져 있죠. 이번 연소시험에서 실제 발사와 같은 125.6초 연소가 성공하면서 10월로 예정된 한국형 발사체 누리호 발사에 대한 기대감도 커졌습니다.
이번 종합연소시험 장면을 영상으로 보신 분이라면 기존의 발사장치와는 또 다른 연소시험 설비에 대해 궁금해하셨을 것 같은데요. 이는 바로 현대로템이 만든 추진기관시스템 시험설비입니다. 오늘 현대로템 블로그에서는 연소시험에 꼭 필요한 추진기관시스템 시험설비에 대해 알아봅니다.

 

현대로템이 참여한 추진기관시스템 시험설비

▲한국 독자개발 발사체 누리호 1단 최종 종합연소시험 성공! (출처: KARI TV)

한국형발사체 1단부 최종 연소시험이 이루어진 장소는 바로 전라남도 고흥 나로우주센터 내에 위치한 추진기관시스템 시험설비입니다. 한국항공우주연구원(항우연)이 주관하는 한국형발사체 개발사업의 일환으로 발사체의 성능을 지상에서 시험하는 곳이죠.
시험설비에 부착된 현대로템 로고에서 알 수 있듯, 현대로템은 2011년 항우연으로부터 기본설계용역사업을 수주한 이후 추진기관시스템 시험설비에 참여해 왔습니다. 2014년에 구축 설계 및 시험설비 제작이 시작되었고 2015년부터 나로우주센터에 현장을 개설해 3년간 시험 설비를 구축했죠. 2017년 하반기부터는 한국형발사체 2단(시험발사체) 수류시험(추진제의 충전/배출 시험)을 시작으로 이번 3월 25일까지 1단 연소시험을 완수하며 10년에 걸친 대장정을 마쳤습니다.

 

▲액체질소, 액체산소 저장 탱크

한국형발사체 추진기관시스템 시험설비는 항우연을 비롯해 현대로템 등 관계 기관들의 노하우와 전문성이 결합되어 해외기술 도입 없이 국내 최초로 구축된 종합시험 설비라는 중요한 의의를 지닙니다. 국내 독자 기술로 개발되는 3단 액체로켓 누리호를 국내 설비에서 주도적으로 시험, 발사한다는 점에서 한국 항공우주 산업의 발전에 많은 도움이 될 것으로 기대됩니다.

 

경험과 노하우, 전문성의 총집합

이번에는 현대로템이 구축한 추진기관시스템 시험설비에 대해 좀 더 자세히 알아볼까요? 이 설비는 7톤, 75톤, 300톤급 발사체를 지상에서 연소시험 가능한 것이 특징으로 발사 전단계의 추진계통 성능과 연소 성능을 시험할 수 있습니다. 이 설비에서 수류/연소시험을 거쳐 발사체의 종합 성능 검증이 가능합니다. 

▲(왼쪽부터) 제1 스탠드, 발사체 기립, 화염유도 시험

추진기관시스템 시험설비는 크게 4가지 시스템으로 구성되는데요. 연료/산화제 및 발사체에 필요한 각종 가스를 공급하고 회수하는 유공압시스템, 설비를 제어하는 제어계측시스템, 발사체를 이송/기립/고정하는 테스트 스탠드, 연소시험 시 화염을 배출/냉각하는 후류안전시스템입니다. 
설비 개발을 위해서는 발사체의 구조와 작동원리, 운영 방식을 정확히 이해할 필요가 있습니다. 액화가스와 고압가스 등을 필요한 온도와 압력에 맞게 공급하는 유체역학, 시험을 운용하고 발사체의 공급계통을 제어 및 계측하는 기술, 발사체 이송과 기립 등 구조물 설계에 필요한 기구학 및 구조역학, 사고를 막기 위한 방재 기술 등 다양한 기술과 노하우가 복합적으로 요구되죠. 

▲한국형발사체 추진기관시스템 시험설비 개발에 참여한 현대로템 직원들

이 때문에 시험 설비 사업에는 항우연과 현대로템을 포함한 많은 전문 기업들이 참여했습니다. 각 분야의 전문가들이 협력해 경험과 노하우를 아낌없이 적용한 덕분에 해외 기술 없이도 한국형 발사체를 우주로 보낼 시험 설비 기술이 완성된 것입니다.

 

2021년 쏘아 올릴 항공우주산업의 미래

추진기관시스템 시험설비에서 무사히 수류시험과 연소시험을 마친 한국형발사체 누리호. 단 레벨 성능검증 단계를 마친 누리호는 10월로 예정된 발사를 위해 나로우주센터에서 조립되고 있습니다. 항우연은 7월까지 조립을 마치고 9월 중 발사대에 세운 뒤 리허설을 진행할 계획입니다.

▲한국형 발사체를 쏘아 올릴 고흥 나로우주센터

이번 한국형 발사체가 성공하면 한국은 세계 7번째로 독자 우주발사체 기술을 확보한 국가가 됩니다. 누리호를 시작으로 광활한 우주를 향한 다양한 시도가 이어질 것으로 기대되는데요. 대한민국 항공우주 산업의 발전을 응원합니다! 

▲참고자료
한국항공우주연구원